第九章 氨基酸代谢
生化课件第九章 氨基酸代谢
细胞外 细胞膜
细胞内
COOH
CHNH2 CH2 CH2 C NH
γ-谷氨酰 氨基酸
COOH CH
γ-谷氨 酸环化 转移酶
氨基酸 COOH
H 2N C H R
COOH
H 2N C H R
氨基酸
γ-谷 氨酰 基转 移酶
O
半胱氨酰甘氨酸 (Cys-Gly)
谷胱甘肽 GSH
甘氨酸
R
5-氧脯氨酸
肽酶 半胱氨酸
5-氧脯 氨酸酶
γ-谷氨酰
谷氨酸
ATP ADP+Pi
ADP+Pi
谷胱甘肽 合成酶
半胱氨酸 合成酶
ATP
ATP
γ-谷氨酰半胱氨酸
ADP+Pi
（二）γ-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用
目录
γ-谷氨酰基循环(γ-glutamyl cycle)的要点：
✓ 氨基酸的吸收及其向细胞内的转运过 程是通过谷胱甘肽的分解与合成来完成的 ✓ -谷氨酰基转移酶是关键酶，位于细胞 膜上 ✓ 转移1分子氨基酸需消耗3分子ATP
2个氮原子，1个来自氨，1个来自天冬氨酸
• 涉及的氨基酸及其衍生物： 6种
鸟氨酸、精氨酸、瓜氨酸、天冬氨酸、
精氨酸代琥珀酸、 N-乙酰谷氨酸
•限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶
• 耗能： 3个ATP；4个高能磷酸键
•与三羧酸循环的联系物质：延胡索酸
*意义 解除氨毒以保持血氨的低浓度水平
目录
（三）尿素合成的调节
目录
三、 蛋白质的腐败作用
• 蛋白质的腐败作用(putrefaction) 在消化过程中，有一小部分蛋白质不被消
化，也有一部分消化产物不被吸收。肠道细菌 对这部分蛋白质及其消化产物所起的分解作用， 称为蛋白质的腐败作用。
生物化学第九章 蛋白质酶促降解和氨基酸代谢
线粒体 O
2ATP+CO2+NH3+H2O 1 H2N-C- P
氨甲酰磷酸
2ADP+Pi
谷氨酸
-酮戊
谷氨酸 二酸
-酮戊
鸟氨酸
2
二酸
氨基酸
鸟氨酸
O
NH2尿-C素-NH2
尿素循环
5
瓜氨酸 瓜氨酸
3
氨基酸
-酮戊 二酸
氨基化 非必需氨基酸
合成
糖或脂类
生糖氨基酸：脱氨基后的酮酸在特定 条件下通过糖的异生作用转变为糖。
生酮氨基酸：脱氨基后的酮酸经代 谢产生乙酰ＣoＡ则不能再异生为糖，
只能转变为酮体或脂肪酸。
氧化
生糖兼生酮氨基酸：脱氨基后的酮 酸既可异生为糖又可以转变为酮体
CO2 + H2O + ATP
２０种氨基酸通过各自途径形成α-酮酸，但最后集中 形成５个中间产物（乙酰ＣoＡ、α-酮戊二酸、草酰
乙酸、琥珀酰ＣoＡ、延胡索酸）进入ＴＣＡ
(1) α-酮酸再合成氨基酸
α-氨基酸
α-酮戊二酸
转氨酶
NH3+NADH
L-谷氨酸脱氢酶
H20+NAD+
α-酮酸
L-谷氨酸
α-酮戊二酸利用氨生成谷氨酸是α-酮酸合成氨基酸主要途径，谷氨酸的 氨基能转到任何一种α-酮酸上面，从而形成各种氨基酸．
（２）生糖和生酮氨基酸种类
迄今发现的转氨酶都以磷酸吡哆醛（PLP） 为辅基，它与酶蛋白以牢固的共价键形式结 合。
氧化脱氨基作用
定义：-AA在酶的作用下，生成-酮酸 和氨，同时伴有脱氢氧化的过程。
第九章氨基酸的代谢控制与发酵
谷氨酸
磷酸烯醇式丙酮酸 草酰乙酸 柠檬酸 α-酮戊二酸
天冬氨酸 赖氨酸 天冬氨酸半醛
谷氨酸
高丝氨酸
苏氨酸
蛋氨酸
遗传缺陷
代谢减弱
解除反馈调节
• • • • • •
(二)天冬氨酸高产菌的育种方法 （1）解除反馈调节 （2）切断高丝氨酸向下反应的代谢 （3）逆转优先合成 （4）切断生成丙氨酸的支路 （5）强化二氧化碳固定反应
第二节 芳香族氨基酸的代谢控制育种
• 一、芳香族氨基酸的生物合成途径及代谢调节机制 • （一）芳香族氨基酸的生物合成途径
磷酸烯醇式丙酮酸+4磷酸赤藓糖
DAHP合成酶
3脱氧-D-阿拉伯糖型庚酮糖酸- -磷酸(DAHP) CoQ 莽草酸
氨茴酸合成酶
Vk
分支酸变位酶
分支酸 预本酸(PPA)
PPA脱水酶
• (2)高丝氨酸脱氢酶有2种同功酶。高丝氨酸脱氢 酶I受苏氨酸的反馈抑制，受苏氨酸和异亮氨酸 的多价阻遏；高丝氨酸脱氢酶Ⅱ对苏氨酸不敏感， 受蛋氨酸的反馈阻遏。 • (3)二氢吡啶—2，6—二羧酸还原酶受赖氨酸的反 馈抑制。 • (4)O—琥珀酰高丝氨酸转琥珀酰酶和半胱氨酸脱 硫化氢酶受蛋氨酸的反馈阻遏。 • (5)高丝氨酸激酶受苏氨酸的反馈阻遏。 • (6)苏氨酸脱氨酶受异亮氨酸的反馈抑制。
L-天冬氨酸
天冬氨酸激酶
天冬酰氨磷酸
二氢吡啶—2，6— 二羧酸还原酶 天冬氨酸半醛脱氨酶
天冬氨酸ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ醛
二氢吡啶—2，6—二羧酸
二氢吡啶— 2，6—二羧 酸合成酶 高丝氨酸脱氢酶 O—琥珀酰高丝 氨酸转琥珀酰酶
L-高丝氨酸
高丝氨酸激酶
O—琥珀酰高丝氨酸
半胱氨酸脱硫化氢酶
第九章氨基酸代谢
5.96
CH3-CH-CH2 CHCOOH
Leu L
CH3
NH2
5.98
二、氨基酸的脱氨基作用
? 脱氨基作用 是指氨基酸脱去氨基生成相 应α-酮酸的过程。
氧化脱氨基
转氨基作用 ?方式
联合脱氨基
*嘌呤核苷酸循环
(一) 氧化脱氨基作用
1. L-谷氨酸脱氢酶广泛 存在于肝、脑、肾等组织中。 2. 其辅酶为 NAD+ 或NADP+。 3. GTP、ATP为其抑制剂； GDP、ADP为其激活剂。
尿素
鸟氨酸
氨基甲酰磷酸
精氨酸
延胡索酸
O2
NO
一氧化氮合酶 (NOS)
精氨酸代 琥珀酸
瓜氨酸
天冬氨酸
对心脑血管方面
NO在感觉传入以及学习记忆等有很重要的作用。先
天性精氨酸代琥珀酸合成酶（裂解酶）缺乏可出现严重
的精神障碍症状。还有研究发现 NO可抑制肿瘤的生长。
(三)高氨血症和氨中毒
1.血氨浓度升高称 高氨血症，此时可引起脑 功能障碍，称 氨中毒。常见于肝功能严重损伤、 尿素合成酶系的遗传缺陷。
1.总氮平衡 摄入氮 = 排出氮(正常成人)。 2.正氮平衡 摄入氮 > 排出氮(儿童、孕妇等 )。 3.负氮平衡 摄入氮 < 排出氮(饥饿、消耗性
疾病患者 )。 4.氮平衡意义 可反映体内蛋白质代谢的慨况。
(二) 需要量
成人每日最低蛋白质需要量为 30～50g，我 国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为 80g。
食物蛋白质
组织 分解 蛋白质
合成
氨基酸 代谢库
尿素 氨
α-酮酸
酮体 氧化供能
糖
Hale Waihona Puke 体内合成氨基酸 (非必需氨基酸)
II第九章蛋白质酶促降解及氨基酸代谢
硝酸盐
入地下水
生物固氮的概念
生物固氮（N）的化学本质
6e-
N2 + 3H2 固氮酶 2NH3
12ATP+12H2O 12ADP+12Pi
生物固氮的作用机理
还原剂 e- NADPH e- 铁蛋白 e- 钼铁蛋白 e- N2
（厌氧环境）
固N酶
二聚体、含Fe和S
（1）结构组成 形成[Fe4S4]簇
四聚体（α2β2）
二
十
种
丝氨 酸族
氨
His 和 芳香族
基
酸
的
丙氨
生
酸族
物
合
成
概
天冬氨
况
酸族
谷氨酸族
氨基酸生物合成的分族情况
（1）丙氨酸族
丙酮酸 Ala、Val、Leu
（2）丝氨酸族
甘油酸-3-磷酸 Ser、Gly、Cys
（3）谷氨酸族 -酮戊二酸
Glu、Gln、Pro、Arg
（4）天冬氨酸族 草酰乙酸 Asp、Asn、Lys、Thr、Ile、Met
转氨酶
R2-C| H-COONH+3
α-氨基酸2
（辅酶：磷酸吡哆醛）
-氨基酸 磷酸吡哆醛
醛亚胺
互变异构
-酮酸
磷酸吡哆胺
酮亚胺
磷酸吡哆醛的作用机理
谷丙转氨酶和谷草转氨酶
谷丙转氨酶 （GPT）
谷草转氨酶 (GOT)
谷氨酰胺的生成和利用
+NH2
ATP
ADP+Pi
Mg2+
谷氨酰胺合成酶
+H2O
+2H
谷氨酸合成酶
转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联
氨基酸代谢
α-谷氨酸
COO
NAD++H2O
+
NADH+H++NH4+
(CH2)2
C O
三羧酸 循环
NH3
L-谷氨酸脱氢酶
COO
α-酮戊二酸
α酮戊二酸
• α酮戊二酸大量转化 • NADPH大量消耗 • 三羧酸循环中断，能量供应受阻， 某些敏感器官（如神经、大脑） 功能障碍。 • 表现：语言障碍、视力模糊、昏 迷、死亡。
CH2OPO3H2 H HOOC C R1 HO 磷 酸 吡哆 醛 CH2OPO3H2 HOOC C R1 O NH2 H CH2OPO3H2 H HOOC C R1 HO Schiff碱 CH2OPO3H2 H HOOC C R1 N C H HO Schiff碱 异 构 体 CH3 N CH3 H N C N
四、 α-酮酸的代谢
• (1)合成氨基酸（合成代谢占优势时） • (2)进入三羧酸循环彻底氧化分解! • (3)转化为糖及脂肪 • 生糖AA：凡能生成丙酮酸、琥珀酸、草酰乙酸和-酮戊 二酸的AA。 （Ala Thr Gly Ser Cys Asp Asn Arg His Gln Pro Met Val） • 凡能生成乙酰CoA和乙酰乙酰CoA的AA均能通过乙酰 CoA转变成脂肪。 （4）转变成酮体 生酮AA：凡能生成乙酰乙酸、-丁酸的AA（ Leu）； 生 糖兼生酮AA （ Ile Phe Tyr Lys Trp）
氧化脱氨 转氨基
COO (CH2)2 HC COO
α-谷氨酸
COO
+ + NAD++H2O 酮酸） NH +(A) O（ NADH+H +NH4
生物化学9第九章 氨基酸代谢
蛋白水解酶作用示意图
氨基肽酶
内肽酶
羧基肽酶
氨基酸 +
二肽酶 氨基酸
⑵小肠黏膜细胞的消化酶水解寡肽为氨基酸 ——在小肠黏膜细胞中进行
主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用， 例如氨基肽酶(aminopeptidase)及二肽 酶(dipeptidase)等， 最终产生氨基酸。
（四）氨基酸的吸收
主要在小肠进行，是一种主动转运过程， 需由特殊载体蛋白携带。
转运氨基酸或小肽进入细胞时，同时转 运入Na+，三者形成三联体。
Na+借Na+泵排出细胞外，消耗ATP。 此吸收过程存在于小肠黏膜细胞，肾小
管细胞和肌细胞等细胞膜上。
七种类型的载体蛋白：
中性氨基酸载体
β
酸性氨基酸载体
碱性氨基酸载体
（五）未被吸收的蛋白质被肠道细菌代谢
蛋白质的腐败作用(putrefaction)
在消化过程中，有一小部分蛋白质未被消化或虽 经消化、但未被吸收，进入肠道。
肠道细菌对这部分蛋白质及其消化产物的代谢叫 蛋白质的腐败作用。
腐败作用的产物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等； 也可产生少量的脂肪酸及维生素等可被机体利用的 物质。
H2O
(CH2)2 COOH NAD(P)+ (CH2)2 COOH
L-谷氨酸
O
C COOH + NH3
(CH2)2 COOH
α-酮戊二酸
L-谷氨酸脱氢酶 L-谷氨酸脱氢酶催化Ｌ-谷氨酸氧化脱氨基
酶存在于肝、脑、肾中，催化反应可逆。 一般情况下，反应偏向于谷氨酸合成。
（二）丙酮酸和草酰乙酸通过转氨基作用生成 丙氨酸和天冬氨酸
生物化学第九章氨基酸代谢
氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(CPS-Ⅰ)
+
N-乙酰谷氨酸，Mg2
COOH
CH3C-NH-CH O (CH2)2 COOH
氨基甲酰磷酸
2. 瓜氨酸的合成 （在线粒体中进行）
NH2
NH2 (CH2)3 CH NH2
C
NH2
O
+
C
O
鸟氨酸氨基甲酰转移酶
NH (CH2)3
COOH
O ~PO32-
H3PO4
CH
NH2
二、蛋白质的营养价值和需要量
(一)氮平衡：
指每天N的摄入量和排出量的关系，它能反映体 内蛋白质代谢的概况。
氮平衡有三种情况:
1、氮的总平衡：摄入N量＝排出N量，正常成人属此情况
2、氮的正平衡：摄入N量>排出N量，儿童、孕妇、恢复期病人
3、氮的负平衡：摄入N量<排出N量，如饥饿、消耗性疾病患者
（二）生理需要量：
γ-谷氨酰 氨基酸 氨基酸
COOH
γ-谷氨 酸环化 转移酶
COOH NH CH R
H2NCH R
COOH H2NCH R
氨基酸
C O
γ -谷 氨酰 基转 移酶
半胱氨酰甘氨酸 (Cys-Gly)
(关键酶)
谷胱甘肽 GSH
甘氨酸
二肽 5-氧脯氨酸 5-氧脯 酶 氨酸酶 半胱氨酸
ATP ADP+Pi
ADP+Pi ATP
转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联
（一）转氨基作用(transamination) 1. 定义
在转氨酶 (transaminase) 的作用下，某一氨 基酸脱去α-氨基生成相应的α-酮酸，而另一种α酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。
生物化学第九章蛋白质降解和氨基酸代谢
精氨酸 谷氨酰胺 组氨酸 脯氨酸
丝氨酸 苏氨酸 缬氨酸
氨基酸碳架的分解
2.再合成为氨基酸
O
||
+
N H 4+
C — C O O - +N A D （ P） H+ |
+
H
C |H 2
C |H 2C O O
谷氨酸＋丙酮酸 谷氨酸＋草酰乙酸
+
N H 3
|
H — C — C O O - + |
N A D （ P） + + H 2O
海洋水生动物 (鱼) 氨
爬行类、鸟类
尿酸
哺乳类
尿素
两栖动物：如青蛙，蝌蚪时排氨，变态成熟后排尿素。
(与其体内的酶变化有关)
(二) 氨的代谢去路
2、 生成酰胺
指Gln、Asn。 (是体内氨的储存、运转方式，脑组织中氨的主要去 路。)
3、生成尿素
1.生成部位
主要在肝细胞的线粒体及胞液中。
2.生成过程
C |H 2
C |H 2C O O
α-酮戊二酸＋丙氨酸 α-酮戊二酸＋天冬氨酸
氨基酸碳架的分解
3.转变为糖和脂肪
当体内不需要将α-酮酸再合成氨基酸，并且体内 的能量供给充足时，α-酮酸可以转变为糖或脂肪。例 如，用氨基酸饲养患人工糖尿病的狗，大多数氨基酸 可使尿中的葡萄糖的含量增加，少数几种可使葡萄糖 及酮体的含量同时增加。在体内可以转变为糖的氨基 酸称为生糖氨基酸，按糖代谢途径进行代谢；能转变 为酮体的氨基酸称为生酮氨基酸。
谷氨酰胺酶
----
COO-
CH2 CH2 +NH3 CHNH3+ COO-
---
氨基酸代谢
Chapter 9 Metabolism of Amino Acids
氨基酸（amino acids)是蛋白质(protein)的基本 组成单位。 氨基酸代谢包括合成代谢和分解代谢。 本章主要讨论氨基酸的分解代谢。
第一节 蛋白质在体内的降解 第一节 蛋白质在体内的降解
COOH
H2N - CH CH2 COOH
天冬氨酸
N - CH CH2 NH (CH ) COOH C
2 3
H2N- CH COOH
精氨酸代琥珀酸
4．精氨酸代琥珀酸的裂解：
在胞液中由精氨酸代琥珀酸裂解酶催化，将精氨酸代琥珀酸裂解生成 精氨酸和延胡索酸。
NH2 C
COOH
精氨酸代琥 珀酸裂解酶
NH2 C NH (CH2)3 H2N- CH COOH
谷氨酰胺的运氨作用
肝外组织细胞 ATP + NH3 ADP + Pi
谷氨酰胺合成酶
glutamic acid
谷氨酰胺酶
glutamine
血液
NH3
肝细胞
H2O
第四节 氨基酸转变为生物活性物质 第四节 氨基酸转变为生物活性物质
一. 形成生物胺类
（一）5-羟色胺的生成：
5-羟色胺（5-hydroxytryptamine,5-HT）是一种重要的神 经递质，且具有强烈的缩血管作用。 5-羟色胺的合成原料是色氨酸(tryptophan)。
二、氨基酸的脱氨基作用
氨基酸主要通过三种方式脱氨基，即氧化脱氨基，联 合脱氨基和非氧化脱氨基。 在这三种脱氨基作用中，以联合脱氨基作用最为重 要；而非氧化脱氨基作用则主要见于微生物中。
（一）氧化脱氨基作用：
09氨基酸代谢
H CH2NH2 C OH
苯乙胺
CH2NH2 CH2
苯乙醇胺
CH2NH2 H C OH
OH
OH
酪胺
β-羟酪胺
（二）肠道细菌通过脱氨基或尿素酶的作用 产生氨
未被吸收的氨基酸 脱氨基作用 氨 (ammonia) 渗入肠道的尿素 尿素酶
肝硬化病人为什么用酸性药灌肠？
降低肠道pH，NH3转变为NH4+以胺盐形式排出，可减少 氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。
第 七 章
氨基酸代谢
Metabolism of Amino Acids
李 志 红
医学院生物化学教研室
Topics
Nutritional Function of Protein Digestion, Absorption and Putrefaction of Proteins
General Metabolism of Amino Acids
Semi-essential
amino acids: His,Arg Required by infants and growing children
蛋白质的营养价值(nutrition value) 蛋白质的营养价值是指
食物蛋白质在体内的利用率， 取决于必需氨基酸的数量、 种类、量质比。
site:
stomach, small intestine
胃蛋白酶 胰液分泌的蛋白水解酶 • 内肽酶： • 胰蛋白酶
• 糜蛋白酶 • 弹性蛋白酶
• 外肽酶
•羧基肽酶A和羧基肽 酶B
Amino acids
Initiated in stomach enzymes: 胃蛋白酶（pepsin)
氨基酸代谢
氨基酸代谢蛋白质降解产生的氨基酸能通过氧化产生能量供机体需要，例如食肉动物所需能量的90％来自氨基酸氧化供给；食草动物依赖氨基酸氧化供能所占比例很小；大多数微生物可以利用氨基酸氧化供能；光合植物则很少利用氨基酸供能，却能按合成蛋白质、核酸和其他含氮化合物的需求合成氨基酸。
大多数生物氨基酸分解代谢方式非常相似，而氨基酸合成代谢途径则有所不同。
例如，成年人体不能合成苏氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸等八种必需氨基酸，婴幼儿时期能合成组氨酸和精氨酸，但合成数量不能满足要求，仍需由食物提供，昆虫不能合成甘氨酸。
人和动物，当食物缺少蛋白质或处于饥饿状态或患消耗性疾病时，体内组织蛋白质的分解即刻增强。
这说明人和动物要不断地从食物中摄取蛋白质，才能使体内原有蛋白质得到不断更新，但食物中的蛋白质首先要分解成氨基酸才能被机体组织利用。
本章只讨论蛋白质的酶促降解，组织内氨基酸的分解代谢和氨基酸合成代谢概况，而蛋白质的生物合成在本书第十三章讨论。
一、蛋白质的酶促降解膳食给人体提供各类蛋白质，在胃肠道内，通过各种酶的联合作用分解成氨基酸。
蛋白质在胃肠道内消化过程简述如下：食物蛋白质经口腔加温，进入胃后，胃粘膜分泌胃泌素，刺激胃腺的腔壁细胞分泌盐酸和主细胞分泌胃蛋白酶原。
无活性的胃蛋白酶原经激活转变成胃蛋白酶。
胃蛋白酶将食物蛋白质水解成大小不等的多肽片段，随食糜流入小肠，触发小肠分泌胰泌素。
胰泌素刺激胰腺分泌碳酸氢盐进入小肠，中和胃内容物中的盐酸。
pH达7.0左右。
同时小肠上段的十二指肠释放出肠促胰酶肽，以刺激胰腺分泌一系列胰酶酶原，其中有胰蛋白酶原、胰凝乳蛋白酶原和羧肽酶原等。
在十二指肠内，胰蛋白酶原经小肠细胞分泌的肠激酶作用，转变成有活性的胰蛋白酶，催化其他胰酶原激活。
这些胰酶将肽片段混合物分别水解成更短的肽。
小肠内生成的短肽由羧肽酶从肽的C端降解，氨肽酶从N端降解，如此经多种酶联合催化，食糜中的蛋白质降解成氨基酸混合物，再由肠粘膜上皮细胞吸收进入机体。
氨基酸代谢
1.4.9 第九章氨基酸代谢第九章氨基酸代谢学习目标知识目标（1）理解蛋白质的生理功能、需要量和营养价值。
（2）理解氨基酸代谢概况。
（3）阐述脱氨基作用的种类，列举转氨酶的应用意义。
（4）理解氨中毒的机制。
（5）阐述一碳单位的概念、意义，以及氨基酸脱羧基的意义。
能力目标（1）通过分析血氨的来源与去路，总结出降低血氨的措施。
（2）通过学习氨基酸特殊代谢，解释白化病、苯丙酮尿症（PKU）、尿黑酸症的原因。
蛋白质是生命活动的物质基础。
构成蛋白质的基本单位是氨基酸，体内合成蛋白质的氨基酸主要来源于食物中的蛋白质，蛋白质在体内要首先降解为氨基酸，氨基酸可供蛋白质合成时再利用，或进一步代谢，氨基酸还可以转变为糖或许多具有重要生理功能的其他含氮化合物。
1.4.9.1 第一节蛋白质的营养作用第一节蛋白质的营养作用一、蛋白质的生理功能（一）维持组织细胞的生长、更新和修复蛋白质参与构成机体的各种组织细胞。
人体膳食中必须提供足够质和量的蛋白质，才能维持机体生长发育、更新修补和增殖的需要，特别是组织损伤时，更需要从食物蛋白质中获得修补的原料。
（二）参与体内重要生理反应和物质输送人体体内的蛋白质具有多种特殊功能，如肌肉收缩、生物催化、血液凝固等都是由蛋白质实现的。
载体蛋白可以在体内运载各种物质，如酶（除核酶的本质是核酸外，人体体内大多数酶的本质是蛋白质）、多肽类激素、抗体（各种免疫球蛋白）、调节蛋白（如细胞信息传递过程中的G蛋白和钙调素等）、运输物质（如血红蛋白、清蛋白、载脂蛋白等）、血液凝固物质（除参与血液凝固的各种酶外，还有纤维蛋白等）。
（三）氧化供能1g蛋白质完全氧化可产生16．74kJ（4kcal）的能量。
一般来说，成人每日约有18%的能量来自蛋白质，但是蛋白质的这种功能可由糖或脂肪代替，因此氧化供能仅是蛋白质的一种次要功能。
二、蛋白质的生理需要量（一）氮平衡蛋白质的含氮量较恒定，平均约为16%。
食物中的含氮物质绝大部分是蛋白质，通过测定食物中的氮含量可估计出它所含的蛋白质。
第09章 蛋白质的降解与氨基酸代谢
5. 脱酰氨作用
二、脱羧基作用
体内部分L-AA可在脱羧酶作用下，脱羧生成相应的 一级胺。生物体内广泛存在脱羧酶，其辅酶为磷酸吡 哆醛，但是His脱羧酶无需要辅基（生成组胺）。脱 羧酶的专一性很高，一般一种AA对应一种脱羧酶。
直接脱羧基作用：
氧化脱羧基作用：
*多巴进一步氧化可生成聚合物黑素。人体皮肤的表皮基 底层及毛囊中存在黑素细胞，能将酪氨酸转变为黑素 ，使皮肤和毛发呈现黑色。 *帕金森病人因中枢神经递质多巴胺的减少表现出颤抖等 症状。
Choline
第九章 蛋白质的降解与 氨基酸代谢
第三节 氨和氨基酸的生物合成
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、氮素循环
二、生物固氮
指大气中的分子氮 分子氮在某些微生物体内固氮酶的作用下 分子氮 还原为NH3，然后再被植物吸收，用于合成氨基酸及 其它含氮化合物的过程。 生物固氮反应在常温常压下进行，是氮素循环的重要 环节，为氨的主要来源，每年自然界生物固氮总量达 到2亿吨，远远超过工业固氮（Fe作催化剂，450℃， 20~30MPa）。
谷氨酸脱氢酶（GDH）：普遍存在于动植物和微生物 谷氨酸脱氢酶 体内，无需氧气，活性和专一性都很强，且只对L-谷氨 酸起催化作用。
* 此酶是一个结构很复杂的别构酶。ATP、GTP、NADH 可抑制其活性；ADP、GDP及某些AA可激活其活性。 因此当ATP、GTP不足时，Glu的氧化脱氨会加速进行 ，有利于AA分解供能。
固氮反应
①固氮：N2 + 6H+ + 6e－ → 2NH3 ②放氢：2H3O+ + 2e － → H2 + 2H2O
固氮条件 充足的ATP；②强还原剂（还原态铁氧蛋白）；③厌 ）；③ ①充足的 ； 强还原剂（还原态铁氧蛋白）； 氧环境。 氧环境。
氨基酸代谢
L-谷氨酸脱氢酶：专一性强，分布广泛
（动、植、微生物），活力强，以NAD+或 NADP+为辅酶。
3、联合脱氨基作用
由于转氨并不能最后脱掉氨基，氧化脱氨 中只有谷氨酸脱氢酶活力高，转氨基和氧化 脱氨联合在一起才能迅速脱氨。 • AA的α- NH3借助转氨转移到α-酮戊二酸上， 生成相应的α-酮酸和谷AA。
5'
N N N R
5'
P
P
（二）氨基酸的脱羧基作用
AA
脱羧酶
专一性强
胺类化合物
（辅酶为磷酸吡哆醛）
谷AA 天冬AA 赖AA 鸟AA
丝氨酸 乙醇胺 胆碱
γ-氨基丁酸+CO2 β-丙AA+CO2 尸胺+ CO2 腐胺+ CO2
卵磷脂
色氨酸
吲哚丙酮酸
吲哚乙醛
吲哚乙酸
胺类有一定的生理作用，但有些胺类化合物有害（尤 其对人），应维持在一定水平，体内胺氧化酶可将多余 的胺氧化成醛，进一步氧化成脂肪酸。
Phe Tyr
琥 酰 珀 -CoA Ile M e t Se r Thr Val
3 再合成AA
COO
COO
L-谷氨酸脱氢酶
NH4 +
(CH2)2
C O
(CH2)2 HC
+ NH3
NADH+H
NAD++H2O
COO
α-酮戊二酸
COO
α-谷氨酸
（五）氨基酸与一碳单位
概念：含一个碳原子的基团
种类：甲基(methyl)、甲烯基(methylene、 甲炔基(methenyl)、甲酰基(formyl)及亚氨 甲基(formimino)
第九章氨基酸代谢知识分享
第九章氨基酸代谢第九章氨基酸代谢一、填空题：1、尿素分子中的两个N原子，一个来自 _____ ，另一个来自_________ 。
2、尿素循环中产生的两种氨基酸 _____ 和________ 不参与生物体内蛋白质的合成。
3、在尿素循环中， ___________ 水解产生尿素和鸟氨酸，故此循环又称鸟氨酸循环。
4、人类对氨基代谢的终产物是 ________ ，鸟类对氨基代谢的终产物是_________ 。
5、血液中转运氨的两种主要方式是： _____ 、_______ 。
二、选择题（只有一个最佳答案）：1、成人体内氨的最主要代谢去路为（）A、合成非必需氨基酸B、合成必需氨基酸C、合成NH4+随尿排出D、合成尿素2、鸟氨酸循环中，合成尿素的第二分子氨来源于（）A、游离氨B、谷氨酰胺C、天冬酰胺D、天冬氨酸3、下列哪一种氨基酸经过转氨作用可生成草酰乙酸？（）A、谷氨酸B、丙氨酸C、苏氨酸D、天冬氨酸4、能直接转变为a -酮戊二酸的氨基酸为（）A、天冬氨酸B、丙氨酸C、谷氨酸D、谷氨酰胺5、下列氨基酸经转氨作用可生成丙酮酸的（）A、GluB、AlaC、LysD、Ser6、一碳基团不包括（）A、-CH=NHB、-CH3C、-CHOD、CO2 7、催化a-酮戊二酸和NH3生成相应含氮化合物的酶是（）A、谷丙转氨酶B、谷草转氨酶C、谷氨酸脱氢酶D、谷氨酰胺合成酶&氨基酸分解产生的NH3,在植物体内主要贮存形式是（）A、尿素B、天冬氨酸C、氨甲酰磷酸D、谷氨酰胺9、转氨酶的辅酶是（）A、TPPB、磷酸吡哆醛C、生物素D、核黄素10、以下对L-谷氨酸脱氢酶的描述哪一项是错误的？（）A、它催化的是氧化脱氨反应B它的辅酶是NAD+或NADP +C、它和相应的转氨酶共同催化联合脱氨基作用D、它在生物体内活力不强11、下述氨基酸除哪种外，都是生酮氨基酸或生糖兼生酮氨基酸？（）A、AspB、LysC、LeuD、Phe12、鱼类主要是以下列何种形式解除氨毒？（）A、排氨B、排尿酸C、排尿素；D、排胺13、下述哪种氨基酸可由三羧酸循环的中间物经一步反应即可生成？（）A、丙氨酸B、丝氨酸C、天冬氨酸D、甘氨酸14、氨中毒的根本原因是（）A •肠道吸收氨过量 B.氨基酸在体内分解代谢增强C.肾功能衰竭排出障碍D.肝功能损伤，不能合成尿素三、是非题（在题后括号内打\或％ :1. 谷氨酸脱氢酶是变构酶，它的主要功能是氧化脱氨，而不是还原氨基化。
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第九章氨基酸代谢
一、填空题：
1、尿素分子中的两个N原子，一个来自，另一个来自。
2、尿素循环中产生的两种氨基酸和不参与生物体内蛋白质的合成。
3、在尿素循环中，水解产生尿素和鸟氨酸，故此循环又称鸟氨酸循环。
4、人类对氨基代谢的终产物是，鸟类对氨基代谢的终产物是。
5、血液中转运氨的两种主要方式是：、。
二、选择题(只有一个最佳答案)：
1、成人体内氨的最主要代谢去路为（）
A、合成非必需氨基酸
B、合成必需氨基酸
C、合成NH4+随尿排出
D、合成尿素
2、鸟氨酸循环中，合成尿素的第二分子氨来源于（）
A、游离氨
B、谷氨酰胺
C、天冬酰胺
D、天冬氨酸
3、下列哪一种氨基酸经过转氨作用可生成草酰乙酸（）
A、谷氨酸
B、丙氨酸
C、苏氨酸
D、天冬氨酸
4、能直接转变为α-酮戊二酸的氨基酸为（）
A、天冬氨酸
B、丙氨酸
C、谷氨酸
D、谷氨酰胺
5、下列氨基酸经转氨作用可生成丙酮酸的（）
A、Glu
B、Ala
C、Lys
D、Ser
6、一碳基团不包括（）
A、-CH=NH
B、-CH3
C、-CHO
D、CO2
7、催化α-酮戊二酸和NH3生成相应含氮化合物的酶是（）
A、谷丙转氨酶
B、谷草转氨酶
C、谷氨酸脱氢酶
D、谷氨酰胺合成酶
8、氨基酸分解产生的NH3，在植物体内主要贮存形式是（）
A、尿素
B、天冬氨酸
C、氨甲酰磷酸
D、谷氨酰胺
9、转氨酶的辅酶是（）
A、TPP
B、磷酸吡哆醛
C、生物素
D、核黄素
10、以下对L-谷氨酸脱氢酶的描述哪一项是错误的（）
A、它催化的是氧化脱氨反应
B、它的辅酶是NAD+或NADP+
C、它和相应的转氨酶共同催化联合脱氨基作用
D、它在生物体内活力不强
11、下述氨基酸除哪种外，都是生酮氨基酸或生糖兼生酮氨基酸（）
A、Asp
B、Lys
C、Leu
D、Phe
12、鱼类主要是以下列何种形式解除氨毒（）
A、排氨
B、排尿酸
C、排尿素;
D、排胺
13、下述哪种氨基酸可由三羧酸循环的中间物经一步反应即可生成（）
A、丙氨酸
B、丝氨酸
C、天冬氨酸
D、甘氨酸
14、氨中毒的根本原因是( )。
A．肠道吸收氨过量B．氨基酸在体内分解代谢增强
C．肾功能衰竭排出障碍D．肝功能损伤，不能合成尿素
三、是非题（在题后括号内打√或×）：
1．谷氨酸脱氢酶是变构酶，它的主要功能是氧化脱氨，而不是还原氨基化。
（）
2．所有氨基酸降解后的碳架都被用于生成糖。
（）
3．Phe、Trp属人体必需氨基酸。
（）
4．动物产生尿素的主要器官是肾脏。
（）
5．参与尿素循环的酶都位于线粒体内。
（）
6．尿素是所有动物氨基氮代谢的最终产物。
（）
7．转氨作用是氨基酸脱去氨基的唯一方式。
（）
8．转氨基作用是氨基酸脱氨的一种方式，所有氨基酸都能进行转氨作用。
（）
9．尿酸和尿素并不是生物界氨基氮排泄的仅有形式。
（）
四、问答题和计算题：
1、简述氨基酸代谢与碳水化合物代谢之间的关系。
2、试述氨基酸代谢在生命活动中的重要作用。
3、什么叫生糖氨基酸、生酮氨基酸、生糖兼生酮氨基酸请写出它们各自的成员。
五、名词解释：
转氨基作用一碳基团
参考答案：
第九章氨基酸代谢
一、填空题
1、尿素分子中的两个N原子，一个来自游离氨，另一个来自天冬氨酸。
2、尿素循环中产生的两种氨基酸鸟氨酸和瓜氨酸不参与生物体内蛋白质的合成。
3、在尿素循环中，精氨酸水解产生尿素和鸟氨酸，故此循环又称鸟氨酸循环。
4、人类对氨基代谢的终产物是尿素，鸟类对氨基代谢的终产物是尿酸。
5、血液中转运氨的两种主要方式是：丙氨酸、谷氨酰氨。
二、选择题
1. D
三、是非题
1.√
2.×
3.√4× 5.× 6. ×
7.×8.×9.√
四、部分问答题参考答案：
1、简述氨基酸代谢与碳水化合物代谢之间的关系。
解答：①氨基酸合成的碳素骨架主要来自于碳水化合物代谢的中间产物。
②氨基酸降解后的碳架主要形成碳水化合物代谢的中间产物，再进一步生成糖，或进入三羧酸循环彻底氧化，或由此生成其它代谢物质。
2、试述氨基酸代谢在生命活动中的重要作用
解答：①合成蛋白质的原料；
②合成其它含氮化合物，如核酸、激素、生物碱等；
③氨基酸降解的碳架为糖代谢的中间产物，而用于生成糖，或彻底氧化产生能量；
④作为生物体内某些“一碳单位”的来源；
⑤氨基酸的合成是生物体将自然界的无机氮转变为有机氮；
⑥通过氨基酸的合成与降解，可以调整生物体内氨的利用与贮存，维持体内氨浓度平衡。
3、什么叫生糖氨基酸、生酮氨基酸、生糖兼生酮氨基酸请写出它们各自的成员。
解答：生酮氨基酸：可以降解为乙酰CoA或乙酰乙酰CoA，而生成酮体的氨基酸称生酮氨基酸。
有Leu、Lys、Ilc、Phe、Trp、Tyr，其中后5种为生酮兼生糖氨基酸。
生糖氨基酸：降解产物可以通过糖异生途径生成糖的氨基酸。
组成蛋白质的20种氨基酸中，除生酮氨基酸外，其余皆为生糖氨基酸。